CN217969503U - 一种主动式机车弓网运行状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种主动式机车弓网运行状态检测装置，涉及弓网运行状态检测技术领域，包括：安装在外壳上、用于采集机车弓网运行状态信息的数据采集模块；安装在外壳内部，并与数据采集模块连接，用于控制数据采集模块进行原始数据采集，并将采集的数据进行处理以及存储，同时检测出缺陷数据的数据处理模块；安装在外壳内部，用于将数据处理模块检测出的缺陷数据进行上传的无线传输模块；安装在外壳内部，用于实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，实现检测数据定位校准的综合定位模块；安装在外壳内部，并为各模块供电的电源模块。本实用新型解决了传统弓网运行状态检测装置系统结构复杂、安装困难、施工周期长、成本费用高等问题。

Description

一种主动式机车弓网运行状态检测装置

技术领域

本实用新型涉及弓网运行状态检测技术领域，更具体地说涉及一种主动式机车弓网运行状态检测装置。

背景技术

受电弓和接触网（简称弓网）系统是轨道交通的重要组成部分，弓网受流质量直接决定列车安全、稳定、可靠运行。弓网长期复杂的机械和电气交变过程导致其故障居高不下，成为影响列车运行安全的薄弱环节。随着电气化铁路的快速发展，现场对弓网运行安全提出了更高要求。

传统弓网运行状态检测装置系统结构复杂，现场涉及机械、电气、软件接口定制或改造，在机车上永久固定安装，面临不同机车投入设备数量大、改造难度高、施工周期长、成本费用高等一系列问题，尤其是在现役机车中大面积推广应用难度较大。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种主动式机车弓网运行状态检测装置，以解决上述传统弓网运行状态检测装置系统结构复杂，在现役机车中大面积推广应用难度较大的问题。本实用新型基于对现役机车弓网运行状态现场检测重大需求，提出采用便携式、可拆卸、小型化结构设计理念，基于紫外、可见光等多场嵌入式综合感知技术，对机车运行过程弓网动态视频、动态几何、燃弧进行在线检测，并可根据现场计划实现单套设备在不同机车中重复移植使用，其扩大弓网检测装置在现役机车中应用范围，加快弓网检测技术推广，确保弓网运行安全。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种主动式机车弓网运行状态检测装置，包括安装在机车上的车载端，所述车载端包括：

外壳；

安装在所述外壳上、用于采集机车弓网运行状态信息的数据采集模块；

安装在所述外壳内部，并与所述数据采集模块连接，用于控制数据采集模块进行原始数据采集，并将采集的数据进行处理以及存储，同时检测出缺陷数据的数据处理模块；

安装在所述外壳内部，并与所述数据处理模块连接，用于将数据处理模块检测出的缺陷数据进行上传的无线传输模块；

安装在所述外壳内部，并与所述数据处理模块连接，用于实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，实现检测数据定位校准的综合定位模块；

安装在所述外壳内部，并与所述数据采集模块、数据处理模块、无线传输模块和综合定位模块连接为其供电的电源模块。

进一步的是，所述外壳包括位于外壳底端的底板；所述底板向所述外壳的外侧延伸，且在延伸部分上设置有若干快拆松不脱螺钉以及安全绳绑扎孔；所述底板的底部设置有若干散热齿和减重腔。

进一步的是，所述外壳包括位于外壳顶端的顶板，所述顶板上设置有提手，所述提手位于车载端重心的正上方。

进一步的是，所述外壳包括位于外壳左右两端的左侧板和右侧板；所述左侧板上设置有充电接口和数据接口，所述充电接口旁设置有充电电量指示灯；所述右侧板上设置有开关按钮和节能按钮。

进一步的是，所述数据采集模块包括用于采集机车弓网燃弧信息的燃弧采集子模块、用于采集机车弓网图像信息的图像采集子模块、以及用于对燃弧采集和弓网图像采集进行补光的补光子模块。

进一步的是，所述燃弧采集子模块包括燃弧传感器、传感器固定件和燃弧采集玻璃窗；

所述燃弧传感器安装在所述传感器固定件上，且其采集端朝向所述燃弧采集玻璃窗；所述传感器固定件安装在外壳上，外壳的前板上设置有燃弧采集口，所述燃弧采集玻璃窗安装在所述燃弧采集口上。

进一步的是，所述图像采集子模块包括单面阵相机、相机固定件和相机采集玻璃窗；

所述单面阵相机安装在所述相机固定件上，且其采集端朝向所述相机采集玻璃窗；所述相机固定件安装在外壳上，外壳的前板上设置有相机采集口，所述相机采集玻璃窗安装在所述相机采集口上。

进一步的是，所述补光子模块包括补光灯、补光灯固定件和光源散热片；

所述补光灯安装在所述补光灯固定件上，且其光源朝向外壳的前板前方，所述补光灯固定件安装在所述外壳的前板上，所述光源散热片位于所述补光灯后方。

进一步的是，所述外壳的底板与外壳的其他板的连接处、补光灯与外壳的连接处，均设置有密封圈，所述燃弧采集玻璃窗和相机采集玻璃窗的前方均压有玻璃压板。

进一步的是，所述检测装置还包括用于接收车载端无线传输模块实时传输的缺陷信息、同时远程监控车载端的工作状态的地面监控终端。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的主动式机车弓网运行状态检测装置，包括数据采集模块、数据处理模块、无线传输模块、综合定位模块和电源模块，采用视觉成像、紫外燃弧成像、GPS综合定位以及无线传输等技术，实现接触网运行状态、弓网燃弧的实时、动态检测，输出弓网运行监控视频数据及紫外燃弧数据。

本实用新型提供的主动式机车弓网运行状态检测装置，结构简单，车载端采用快拆松不脱螺钉配合安全绳进行固定，安装和拆卸方便，车载端可利用提手携带，扩大了弓网检测装置在现役机车中应用范围，加快弓网检测技术推广，确保弓网运行安全；解决了传统弓网运行状态检测装置系统结构复杂、安装困难、施工周期长、成本费用高等问题。

附图说明

图1为本实用新型车载端的示意图；

图2为本实用新型车载端另一视角的示意图；

图3为本实用新型车载端的内部示意图；

图4为本实用新型燃弧传感器和传感器固定件的示意图；

图5为本实用新型单面阵相机和相机固定件的示意图；

图6为本实用新型弓网运行状态检测装置的控制逻辑图；

图7为本实用新型检测装置工作示意图；

附图标记：

1、外壳；101、底板；102、快拆松不脱螺钉；103、安全绳绑扎孔；104、散热齿；105、减重腔；106、顶板；107、提手；108、左侧板；109、右侧板；110、充电接口；111、数据接口；112、充电电量指示灯；113、开关按钮；114、节能按钮；2、数据采集模块；21、燃弧采集子模块；211、燃弧传感器；212、传感器固定件；213、燃弧采集玻璃窗；22、图像采集子模块；221、单面阵相机；222、相机固定件；223、相机采集玻璃窗；23、补光子模块；231、补光灯；232、补光灯固定件；233、光源散热片；24、玻璃压板；3、数据处理模块；4、无线传输模块；5、综合定位模块；6、电源模块；7、地面监控终端。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

实施例1

一种主动式机车弓网运行状态检测装置，如图1-6所示，包括安装在机车上的车载端，车载端包括：

外壳1；

安装在1外壳上、用于采集机车弓网运行状态信息的数据采集模块2；

安装在外壳1内部，并与数据采集模块2连接，用于控制数据采集模块2进行原始数据采集，并将采集的数据进行处理以及存储，同时检测出缺陷数据的数据处理模块3；

安装在外壳1内部，并与数据处理模块3连接，用于将数据处理模块3检测出的缺陷数据进行上传的无线传输模块4；

安装在外壳1内部，并与数据处理模块3连接，用于实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，实现检测数据定位校准的综合定位模块5；

安装在外壳1内部，并与数据采集模块2、数据处理模块3、无线传输模块4和综合定位模块5连接为其供电的电源模块6。

本实施例中，车载端为一体化封装设计，包括数据采集模块2、数据处理模块3、无线传输模块4、综合定位模块5和电源模块6，采用数据采集、GPS综合定位以及无线传输等技术，实现弓网运行状态检测，输出弓网运行状态检测数据。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上对外壳1作进一步的阐述，如图1和2所示，

外壳1包括位于外壳1底端的底板101；底板101向外壳1的外侧延伸，且在延伸部分上设置有若干快拆松不脱螺钉102以及安全绳绑扎孔103；底板101的底部设置有若干散热齿104和减重腔105。本实施例中，为了适应不同车体，车载端设备采用快拆松不脱螺钉102配合安全绳进行固定；散热齿104用于外壳1内部电气元件的散热，减重腔105用于减轻外壳1重量。

如图1所示，外壳1包括位于外壳1顶端的顶板106，顶板106上设置有提手107，提手107位于车载端重心的正上方。提手采用人机工程设计，材质为高强度铝合金，提手安装于设备重心正上方，稳定舒适，安全系数高。

如图1和2所示，外壳1包括位于外壳1左右两端的左侧板108和右侧板109；左侧板108上设置有充电接口110和数据接口111，充电接口110旁设置有充电电量指示灯112；右侧板109上设置有开关按钮113和节能按钮114。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上对数据采集模块作进一步的阐述，如图1-6所示，数据采集模块2包括用于采集机车弓网燃弧信息的燃弧采集子模块21、用于采集机车弓网图像信息的图像采集子模块22、以及用于对燃弧采集和弓网图像采集进行补光的补光子模块23。

如图3和4所示，燃弧采集子模块21包括燃弧传感器211、传感器固定件212和燃弧采集玻璃窗213；燃弧传感器211安装在传感器固定件212上，且其采集端朝向燃弧采集玻璃窗213；传感器固定件212安装在外壳1上，外壳1的前板上设置有燃弧采集口，燃弧采集玻璃窗213安装在燃弧采集口上。

本实施例中，燃弧传感器211用于采集机车弓网燃弧信息；传感器固定件212用于固定燃弧传感器211；燃弧采集玻璃窗213用于燃弧传感器211透过采集机车弓网燃弧信息，同时又将燃弧传感器211与外部环境隔开，防止外部环境对燃弧传感器211造成影响。

如图3和5所示，图像采集子模块22包括单面阵相机221、相机固定件222和相机采集玻璃窗223；单面阵相机221安装在相机固定件222上，且其采集端朝向相机采集玻璃窗223；相机固定件222安装在外壳1上，外壳1的前板上设置有相机采集口，相机采集玻璃窗223安装在相机采集口上。

本实施例中，单面阵相机221用于采集机车弓网图像信息；相机固定件222用于固定单面阵相机221；相机采集玻璃窗223用于单面阵相机221透过采集机车弓网图像信息，同时又将单面阵相机221与外部环境隔开，防止外部环境对单面阵相机221造成影响。为了降低光源功率，相机可选用高感光相机；按照角度设置为相机中心线偏移水平线9°，导高方向视场角度36°，拉出方向视场角度54°。

如图3所示，补光子模块23包括补光灯231、补光灯固定件232和光源散热片233；补光灯231安装在补光灯固定件232上，且其光源朝向外壳1的前板前方，补光灯固定件232安装在外壳1的前板上，光源散热片233位于补光灯231后方。

本实施例中，补光灯231用于对燃弧采集和弓网图像采集进行补光，其为LED光源；补光灯固定件232用于安装补光灯231；光源散热片233用于对光源进行散热，防止光源的热量对补光灯231以及外壳1内部其他电气元件造成影响。

外壳1的底板101与外壳的其他板的连接处、补光灯231与外壳的连接处，均设置有密封圈，燃弧采集玻璃窗213和相机采集玻璃窗223的前方均压有玻璃压板24，玻璃窗粘接后采用玻璃压板固定，实现IP67防水。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作进一步的阐述，如图6所示，检测装置还包括用于接收车载端无线传输模块4实时传输的缺陷信息、同时远程监控车载端的工作状态的地面监控终端7。

本实施例中，数据采集模块2包括单面阵相机、LED光源、紫外燃弧模块。

数据处理模块3为嵌入式主控板，主要作用是控制各类采集设备进行原始数据采集，并将采集的数据进行处理以及存储，检测出的缺陷数据将通过无线传输模块4进行上传。

无线传输模块4可以是4G无线传输模块，也可以是5G无线传输模块，与地面监控终端7进行无线数据传输。

综合定位模块5包括GPS定位模块，通过GPS定位技术，实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，实现检测数据定位校准。

电源模块6由储能电池组组成，按照特定条件给设备其它模块供电。

本实施例的数据采集模块2、数据处理模块3、无线传输模块4、综合定位模块5、电源模块6和地面监控终端7，其均为现有技术中的常规设备，通过选型购买、同时植入一些常规的控制程序，实现主动式机车弓网运行状态检测功能。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

如图7所示，检测装置正常工作时，数据采集模块2采集机车弓网运行状态信息。具体的，燃弧传感器211采集机车弓网燃弧信息，单面阵相机221采集机车弓网图像信息，补光灯231对燃弧采集和弓网图像采集进行补光。燃弧传感器211和单面阵相机221将采集到的信息传输至数据处理模块3。同时综合定位模块5实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，并将获取的信息传输至数据处理模块3。

数据处理模块3接收燃弧信息和弓网图像信息，再与综合定位信息进行数据融合，并将处理后的数据存储至本地磁盘。数据处理模块3同时分析得到缺陷信息，并通过无线传输模块4将缺陷信息发送至地面监控终端7。

以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种主动式机车弓网运行状态检测装置，其特征在于，包括安装在机车上的车载端，所述车载端包括：

外壳（1）；

安装在所述外壳（1）上、用于采集机车弓网运行状态信息的数据采集模块（2）；

安装在所述外壳（1）内部，并与所述数据采集模块（2）连接，用于控制数据采集模块（2）进行原始数据采集，并将采集的数据进行处理以及存储，同时检测出缺陷数据的数据处理模块（3）；

安装在所述外壳（1）内部，并与所述数据处理模块（3）连接，用于将数据处理模块（3）检测出的缺陷数据进行上传的无线传输模块（4）；

安装在所述外壳（1）内部，并与所述数据处理模块（3）连接，用于实时获取当前车辆的运行速度及位置信息，实现检测数据定位校准的综合定位模块（5）；

安装在所述外壳（1）内部，并与所述数据采集模块（2）、数据处理模块（3）、无线传输模块（4）和综合定位模块（5）连接为其供电的电源模块（6）。

2.如权利要求1所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述外壳（1）包括位于外壳（1）底端的底板（101）；所述底板（101）向所述外壳（1）的外侧延伸，且在延伸部分上设置有若干快拆松不脱螺钉（102）以及安全绳绑扎孔（103）；所述底板（101）的底部设置有若干散热齿（104）和减重腔（105）。

3.如权利要求1所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述外壳（1）包括位于外壳（1）顶端的顶板（106），所述顶板（106）上设置有提手（107），所述提手（107）位于车载端重心的正上方。

4.如权利要求1所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述外壳（1）包括位于外壳（1）左右两端的左侧板（108）和右侧板（109）；所述左侧板（108）上设置有充电接口（110）和数据接口（111），所述充电接口（110）旁设置有充电电量指示灯（112）；所述右侧板（109）上设置有开关按钮（113）和节能按钮（114）。

5.如权利要求1所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述数据采集模块（2）包括用于采集机车弓网燃弧信息的燃弧采集子模块（21）、用于采集机车弓网图像信息的图像采集子模块（22）、以及用于对燃弧采集和弓网图像采集进行补光的补光子模块（23）。

6.如权利要求5所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述燃弧采集子模块（21）包括燃弧传感器（211）、传感器固定件（212）和燃弧采集玻璃窗（213）；

所述燃弧传感器（211）安装在所述传感器固定件（212）上，且其采集端朝向所述燃弧采集玻璃窗（213）；所述传感器固定件（212）安装在外壳（1）上，外壳（1）的前板上设置有燃弧采集口，所述燃弧采集玻璃窗（213）安装在所述燃弧采集口上。

7.如权利要求6所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述图像采集子模块（22）包括单面阵相机（221）、相机固定件（222）和相机采集玻璃窗（223）；

所述单面阵相机（221）安装在所述相机固定件（222）上，且其采集端朝向所述相机采集玻璃窗（223）；所述相机固定件（222）安装在外壳（1）上，外壳（1）的前板上设置有相机采集口，所述相机采集玻璃窗（223）安装在所述相机采集口上。

8.如权利要求7所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述补光子模块（23）包括补光灯（231）、补光灯固定件（232）和光源散热片（233）；

所述补光灯（231）安装在所述补光灯固定件（232）上，且其光源朝向外壳（1）的前板前方，所述补光灯固定件（232）安装在所述外壳（1）的前板上，所述光源散热片（233）位于所述补光灯（231）后方。

9.如权利要求8所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述外壳（1）的底板（101）与外壳的其他板的连接处、补光灯（231）与外壳（1）的连接处，均设置有密封圈；所述燃弧采集玻璃窗（213）和相机采集玻璃窗（223）的前方均压有玻璃压板（24）。

10.如权利要求1所述的弓网运行状态检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括用于接收车载端无线传输模块（4）实时传输的缺陷信息、同时远程监控车载端的工作状态的地面监控终端（7）。

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